[分享]基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究 [复制链接]

空间光调制器(SLM.0003 v1.0)
#VQGN2bK.  
应用示例简述 eB(S+p?  
1. 系统细节 jza}-=&+e  
 光源 + e5  
— 高斯激光束 'y+bx?3Z  
 组件 0%A(dJA6  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 .(MbP  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 K=!ZI/+ju  
 探测器 {E3<GeHw4  
— 视觉感知的仿真 c]g<XVI  
— 高帽，转换效率，信噪比 ={mPg+Ei'  
 建模/设计 Mu_mm/U_  
— 场追迹： ~kSnXJ
v  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 QigoRB!z#9  
wH(vX<W-E  
2. 系统说明 LAK-!!0X  
<u x*r#a!d  
V~]'+A q>  
)L(d$N=Bd  
3. 建模&设计结果 JucxhjV#,  
=7J|KoKK  
不同真实傅里叶透镜的结果： V\rIN}7  
f)AW!/  
Oc"'ay(g  
>F\rBc&  
4. 总结 ~-`BSR  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ok\/5oz  
WDH[kJ  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 &,Zz  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 x^='pEt{  
:,}:c%-^"  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 LDi ezi  
+SuUI-.  
应用示例详细内容 FSYjp{z5  
PGv}fEH"  
系统参数 0oi5]f6g?8  
:#W>S
O  
1. 该应用实例的内容 f_5R!;  
Y;> p)'z  
q/w6sQx$  
1n
"+~N^\  
]=86[A-2N  
2. 仿真任务 32-3C6f@oZ  
53u.pc  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 ;@ll  
u>Axq3F  
3. 参数：准直输入光源 A^r [_dyZ  
&;@b&p+  
J,^pt Ql  
VQ,\O  
4. 参数：SLM透射函数 [[66[;  
[@. jL0>  
RSWB!-  
5. 由理想系统到实际系统 ?D )qgH  
Alk* "p  
$OFFH[_z  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ]O9f"cj  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 W}e[.iX;  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 x4m_(CtK  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 B=Jd%Av  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 RH'F<!p  
J*lYH]s  
c"
sw@<HG  
M4hN#0("4  
5W]N]^v  
应用示例详细内容 VY&9kN  
tv=FFfQ  
仿真&结果 P2:Q+j:PX  
;'
18  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ;k41+O:f@  
k2tX$\E  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 ]MA)='~  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ,cO)Sxj  
 为优化计算加入一个旋转平面 ?e_}X3{  
wPO@f~[Ji  
?L#SnnE  
zQ|x>3  
2. 参数：双凸球面透镜 9B;Sk]y  
q}A3"$-F  
}?qnwx.  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ?>\]%$5o  
 由于对称形状，前后焦距一致。 . ;@)5"  
 参数是对应波长532nm。 UUEDCtF)  
 透镜材料N-BK7。 zUgkY`]:BJ  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。
l'{goyf  
p*&LEjaVM4  
3{LvKe  
]jY)M<:J4  
vls> 6h  
/sC[5G%  
3. 结果：双凸球面透镜 nT.2jk+  
A`/7>'k/q[  
:pjK\  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 r`g
;k&"a  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 >]|^Ux,WZ  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 W
I4_4  
kuud0VWJ  
HY|SLk/E  
! tP
K"k  
qmyZbo|8&  
4. 参数：优化球面透镜 &E'
>+6  
`IRT w"  
25
7;@;  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 g(r'Y#U  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 )ZU#19vr7  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 vHe.+XY  
 透镜材料同样为N-BK7。 B;7s]R  
43Uy<%yb>}  
z}N^`_ *  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 %t
|2GIu  
XBt0Ez  
R#bV/7Ol  
5e8-?w%e  
5. 结果：优化的球面透镜 GeTCN  
:*%\i' $!/  
g^^m a}i  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ,^66`C[G  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 (xJBN?NRO  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 oqo8{hrdHk  
yXl.Gq>]{  
9JeGjkG,  
RXvcy<  
6. 参数：非球面透镜 UiN ^x  
{"(|oIo{  
xW )8mv?4n  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ,qh  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 9.}3RAB(cv  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。  ]= D  
ky"7 ^  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 au~gJW-  
yf>,oNIAg  
o%Q'<0d  
S%|' /cFo  
GDe$p;#"9g  
7. 结果：非球面透镜 @d9*<>@:  
udr'~,R  
ViONG]F  
 生成期望的高帽光束形状。 .qP zd(<T7  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 yE/I)GOQjs  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 TK1MmL  
j+v)I=  
x6P^IkL:  
#f@53Pxb  
~.SU$  
8. 总结 :9>nY  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 t/c^hTT  
E_*T0&P.P  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 1O{67Pf  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9$t@Gmn  
A#\X-8/  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 @XJv9aq  
ku=q:ryO  
扩展阅读 '?[msX"aqa  
P=g+6-1  
扩展阅读 V6o,}o&-  
 开始视频 Va:jMN  
-     光路图介绍 <Z wEdq  
 该应用示例相关文件： Z.:A26  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 iE{SqX  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 3?<vnpN=5d  
z(` kWF1<  
?/g(Y  
QQ：2987619807 ]z$<6+G